专利名称：加热炉用陶瓷涂层的制作方法在我国，国民经济发展已进入高速增长期，工业、民用能源需求快速增长，能 源的短缺，已开始制约国民经济发展的腾飞。但我国能源利用率却只有30%左右，产品 单耗比国外先进水平高30-90%，按单位国民产值能耗比，我国比美国高3倍、比日本高 7倍。显然，节能降耗是解决我国工业生产能源短缺的重要课题，尤其是中、高温加热炉 及加热设备是重点能耗装置，它们的节能降耗是解决我国工业能源短缺的最佳途径。一般工业加热设备的内壁材料为普通耐火材料，传统热功计算中是假定其高温 辐射率ε为0.8-0.85，而近年来的研究表明其热辐射率随温度的升高而急剧降低，如莫 来石在700°C时ε值为0.4，陶瓷纤维在1100°C时ε值为0.35，隔热粘土砖1100°C时ε 值为0.45，因此，炉壁对炉气辐射热的吸收以及炉壁对受热工件的辐射传热程度均比计 算值低的多。加热炉用陶瓷涂层是通过喷涂于窑炉内壁及加热元件表面，提高其热辐射率 ε，强化炉内的辐射传热，而达到节能、提高温度均勻性的目的。由于这种涂料具有高 温抗氧化性、抗热震性，从而又可延长窑炉使用寿命，延长设备维修周期。在美、日、 英等国已广泛应用于冶金、建材、石油化工、机械、碳素等加热炉之中，为这些高耗能 的中、高温窑炉的节能、保护发挥了巨大作用。但在同类型产品还存在着辐射率ε低， 一般都小于0.9;涂料厚I-IOmm ；使用寿命短仅半年至一年的缺点。发明内容本发明就是针对这类产品的不足之处，提供了一种加热炉用陶瓷涂料，并提供 了其制备方法。在本发明的一个实施方案中，提供一种加热炉用陶瓷涂料，其包括以下组分 陶瓷微粉，无机粘合剂，性热膨胀系数调节剂。在一个优选实施方案中，所述陶瓷微粉包括选自以下的组分份203、ΖηΟ、 MnO2> CrO3> Ce2O3> CaCO3 和陶土。在一个优选实施方案中，所述陶瓷微粉的粒度为300目以下。在一个优选实施方案中，所述无机粘合剂包含铝溶胶、磷酸二氢铝和硅酸钠。
在一个优选实施方案中，所述线性热膨胀系数调节剂包括堇青石粉体和铬酸钴 尖晶石粉体。
在一个优选实施方案中，在所述线性热膨胀系数调节剂中，堇青石粉体和铬酸 钴尖晶石粉体的重量比为40-60 60-40，优选45-55 55-45，最优选为50 50。
在一个优选实施方案中，陶瓷微粉、无机粘合剂、线性膨胀系数调节剂的重 量比为 6.8-7.2 0.9-1.1 1.8-2.2，优选为 6.9-7.1 0.95—1.15 1.9-2.1，最优选为7:1:2。本发明产品的技术指标已达到辐射率ε^Ο.93，抗热震性(IOOiTC )功次，涂 料厚度0.05-0.1mm，使用寿命》年。在本发明的另一个实施方案中，提供了一种制备加热炉用陶瓷涂料的方法，其 包括以下步骤(1)陶瓷微粉的制备，(2)线性膨胀系数调节剂的制备，(3)无机粘合剂的合成，(4)混合陶瓷微粉、无机粘合剂、线性膨胀系数调节剂，(5)将步骤(4)中所得混合物经过滤、研磨后，得到所述加热炉用陶瓷涂料。在一个优选实施方案中，陶瓷微粉的制备包括以下步骤(a)混合选自以下的组分Fe203、ZnO> MnO2> CrO3> Ce203、CaCO3 和陶土， 并用适量水调制成浓厚浆；优选地，按照以下百分组成混合所述组分Fe20355-65%、 ZnO 8-12%, Mn0216-18%, Cr032_4%、Ce2032_4%、CaC030.5_1.5%、陶土 5—7%， 还加入适量水；最优选地，按照以下百分组成混合所述组分Fe20360%、ZnO 10%, Mn0217%, CrOs3%, Ce2O3S%> CaCO3I%> 陶土 6%，还加入适量水(b)将浓厚浆均勻地刮涂在模板上，自然干燥，制成薄片，将制取的薄片放入 煅烧炉，在1500-2500°C下煅烧2小时以上，取出速冷，得到料片；优选地，煅烧在 1600-2400°C下进行2小时以上；更优选地，煅烧在1800-2200°C下进行2小时以上；最 优选地，煅烧在2000°C下进行3小时(c)把料片投入粉碎机中进行初步粉碎，得到的初粉物料的粒度S3mm;(d)将初粉物料加入细磨粉碎机中进行细磨粉碎，将细磨粉碎后的物料加入分筛 机中进行分筛，得到粒度300目以下的物料为陶瓷微粉，并将粒度300目以上的物料返回
细磨操作单元重新粉碎。在一个优选实施方案中，线性膨胀系数调节剂的制备包括制备堇青石粉体，其 中制备堇青石粉体还包括以下步骤(a)将硝酸铝、硝酸镁溶于水中，通过磁力搅拌器使其混合均勻；(b)将正硅酸乙酯溶于乙醇溶液中，正硅酸乙酯与乙醇的摩尔比为 0.8-1.2 3.5-4.5，优选为 0.9-1.1 3.8-4.2，最优选为 1 4，得到 Si (OC2H5) 4_C2H5OH 溶液；(c)将硝酸铝和硝酸镁水溶液缓慢地滴到Si (OC2H5) 4-C2H5OH溶液中，搅拌均勻 后得到透明溶胶，将该透明溶胶放入50-70°C烘箱中8-12小时，优选55-65°C烘箱中9-11 小时，最优选60°C烘箱中10小时，得到凝胶，烘干并经煅烧，得到堇青石粉体。优选地，硝酸铝、硝酸镁和正硅酸乙酯之间按堇青石Mg2Al4Si5O18的化学计量比 配料。在一个优选实施方案中，线性膨胀系数调节剂的制备包括制备铬酸钴尖晶石粉 体，其中，制备铬酸钴尖晶石粉体包括以下步骤(a)将柠檬酸溶于去离子水中，强烈搅拌至少0.4小时，优选0.5小时，得均勻溶 液A,
(b)将摩尔比为1 2的Co(NO3)2 · 6H20与Cr(NO3)3 · 9H20配制成混合溶 液，强烈搅拌至少0.4小时，优选0.5小时，得到均勻溶液B;(c)将A溶液逐滴滴入到B溶液中，继续搅拌至少0.5小时，优选1小时；(d)将所得溶液分别在60_80°C、优选70°C下溶胶至少10小时、优选20小时， 在100-150°C、优选130°C下干燥泡化至少5小时、优选7小时，形成蜂窝状干凝胶；(e)研磨，在至少600°C、优选800°C下煅烧至少3小时、优选4小时，制得 CoCr2O4。在一个优选实施方案中，无机粘合剂的合成包括将铝溶胶加入反应釜中，加入 磷酸二氢铝和硅酸钠调节，混合搅拌3小时。在一个优选实施方案中，混合陶瓷微粉、无机粘合剂、线性膨胀系数调节剂步 骤中按重量比为6.8-7.2 0.9-1.1 1.9-2.1，优选重量比为7 1 2将陶瓷微粉、无机 粘合剂、线性膨胀系数调节剂加入涂料合成釜中，搅拌至少2小时，优选3小时，过滤、 放出涂料。在本发明的一个实施方案中，提供了将本发明的陶瓷涂料涂布在加热炉内壁及 炉管以形成加热炉涂层的用途。而在喷涂了本发明加热炉用陶瓷涂料后，辐射率ε值可提高到0.93以上，并 随温度的升高ε值还略有增加(1100-1500°C时辐射率ε升至0.95-0.96)，抗热震性 (1000°C)功次，涂料厚度0.05-0.1mm，使用寿命》年。这种材料具有高效节能，延长 窑炉使用寿命，缩短加热时间，提高温度均勻性等特点。本产品是通过喷涂于窑炉内壁及加热元件表面，提高其热辐射率ε，强化炉内 的辐射传热，而达到节能、提高温度均勻性的目的。由于这种涂料具有高温抗氧化性、 抗热震性，从而又可延长窑炉使用寿命，延长设备维修周期。所以说，它是一种投资 少、见效快，不需对工业加热设备本身进行重大改造的节能新产品、新技术。它推广应 用简便易行，尤其是对使用温度为300--200(TC、传热方式以辐射传热为主的中、高温工 业加热设备，节能效果更加显著。对不同热源(煤、气、油、电等)都适用。



本发明是加热炉用陶瓷涂层，其包括以下组分陶瓷微粉；无机粘合剂；以及线性热膨胀系数调节剂。本发明还提供了一种制备加热炉用陶瓷涂层的方法。本发明的陶瓷涂层具有改进辐射率和抗热震性，高效节能、延长炉衬炉管使用寿命、提高温度均匀性等特点，具体如下(1)；降低能耗；节能3％以上，并减少了污染物的排放；(2)提高加热炉内温度均匀性；(3)提高加热炉炉管的冶金稳定性，延迟炉管结焦结垢，让炉管吸收的能力达到最大化；(4)让耐火衬层表面的发射率达到最大化，从而增加辐射热(能量)的二次辐射，增加辐射段的效率；(5)加热炉外壁温度及排烟温度降低5％以上。